CN112953189A - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电装置，属于智能充电技术领域。其中，充电装置包括：整流模块，用于对接入的电信号进行整流，得到整流后的充电信号；采样模块，与整流模块的输出端相连接，用于采集充电信号的电压值；第一滤波模块，第一滤波模块的第一端与整流模块的输出端相连接；第一开关器件，与第一滤波模块相连接，第一滤波模块通过第一开关器件串联接地；控制模块，与采样模块和第一开关器件相连接，控制模块用于根据电压值控制第一开关器件工作。

Description

充电装置

技术领域

本申请属于智能充电技术领域，具体涉及一种充电装置。

背景技术

相关技术中，快充技术对充电体验有着很大的提升。但随着充电功率的提升，对谐波抑制的要求也随着变得更加严格，因此现有的“快充”充电设备普遍设置有功率因数控制(Active Power Factor Correction，APFC)模块。

而APFC模块的体积较大，且成本较高，造成“快充”充电设备的价格昂贵且不利于小型化设计。

如何在不使用APFC模块的情况下有效地抑制谐波，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请旨在提供一种充电装置，至少实现能够在满足谐波要求的情况下，不使用APFC以减小充电器体积的技术效果。

本申请实施例提出了一种充电装置，包括：

整流模块，用于对接入的电信号进行整流，得到整流后的充电信号；

采样模块，与整流模块的输出端相连接，用于采集充电信号的电压值；

第一滤波模块，第一滤波模块的第一端与整流模块的输出端相连接；

第一开关器件，与第一滤波模块相连接，所述第一滤波模块通过所述第一开关器件串联接地；

控制模块，与采样模块和第一开关器件相连接，控制模块用于根据电压值控制第一开关器件工作。

在本申请的实施例中，充电装置至少包括整流模块、采样模块、第一滤波模块、第一开关器件和控制模块。其中，通过整流模块，对接入的交流市电进行整流，得到整流后的直流的充电信号，该直流的充电信号可以通过功率变化模块等功率器件进行功率调整，从而为用电设备进行充电。

其中，采样模块实时采样滤波模块输出的充电信号的电压，并根据该电压调整第一开关器件的开闭，也即控制第一滤波模块是否进行充、放电。具体地，当检测到的电压较低时，控制第一开关器件闭合，此时第一滤波模块根据实际电压进行充电或放电，其中，在输入波形为上升阶段，即电压升高阶段时，第一滤波模块为充电状态，在输入波形为下降阶段，即电压降低时，第一滤波模块为放电阶段。

当检测到电压较高时，则控制第一开关器件断开，此时第一滤波模块不工作，因此相当于降低了第一滤波模块的总工作时长，使得第一滤波模块的工作时长能够限制在设定的范围内，也即减少了输入电流为第一滤波模块充电的时间，因此在输入电压周期下，输入电流直接为用电设备供电时间得以延长，进而能够有效地减少因输出电流和输入电压相位不同导致的谐波，进而满足大功率充电设备对谐波抑制的需求。

应用了本申请提供的实施例，通过设置与第一滤波模块串联的第一开关器件，根据整流后的充电信号的电压值控制第一开关器件闭合或断开，从而减少了第一滤波模块作用的时间，使得本申请实施例的充电装置可以在不设置功率因数控制模块的情况下，满足大功率充电装置对谐波抑制的需求，因此能够有效的降低充电装置的体积和成本，有利于充电装置的小型化、轻量化和平价化，提高“快充”类充电产品的竞争力。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之一；

图2示出了根据本申请实施例的电压曲线和供电电流曲线的对比图；

图3示出了根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之二；

图4示出了根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之三；

图5示出了根据本申请实施例的充电控制方法的流程图

图6示出了根据本申请实施例的充电控制装置的结构框图。

附图标记：

100充电装置，102整流模块，104采样模块，106第一滤波模块，108第一开关器件，110控制模块，112第二滤波模块，114驱动模块，116第三滤波模块，118第四滤波模块，120第五滤波模块，122第二开关器件，124第三开关器件，126第四开关器件，128第六滤波模块，130第一单向导通元件，132第二单向导通元件，134第三单向导通元件，600充电控制装置，602采集单元，604控制单元。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1至图6描述根据本申请实施例的充电装置、充电装置的控制方法和控制装置、存储介质。

在本申请的一些实施例中，提供了一种充电装置，图1示出了根据本申请实施例的充电装置的结构示意图之一，如图1所示，充电装置包括：

整流模块102，用于对接入的电信号进行整流，得到整流后的充电信号；

采样模块104，与整流模块102的输出端相连接，用于采集充电信号的电压值；

第一滤波模块106，第一滤波模块106的第一端与整流模块102的输出端相连接；

第一开关器件108，与第一滤波模块106相连接，第一滤波模块106通过第一开关器件108串联接地；

控制模块110，与采样模块104和第一开关器件108相连接，控制模块110用于根据电压值控制第一开关器件108工作。

在本申请的实施例中，充电装置100至少包括整流模块102、采样模块104、第一滤波模块106、第一开关器件108和控制模块110。其中，通过整流模块102，对接入的交流市电进行整流，得到整流后的直流的充电信号，该直流的充电信号可以通过功率变化模块等功率器件进行功率调整，从而为用电设备进行充电。

其中，采样模块104实时采样滤波模块输出的充电信号的电压，并根据该电压调整第一开关器件108的开闭，也即控制第一滤波模块106是否进行充、放电。具体地，当检测到的电压较低时，控制第一开关器件108闭合，此时第一滤波模块106根据实际电压进行充电或放电，其中，在输入波形为上升阶段，即电压升高阶段时，第一滤波模块106为充电状态，在输入波形为下降阶段，即电压降低时，第一滤波模块106为放电阶段。

当检测到电压较高时，则控制第一开关器件108断开，此时第一滤波模块106不工作，因此相当于降低了第一滤波模块106的总工作时长，使得第一滤波模块106的工作时长能够限制在设定的范围内，也即减少了输入电流为第一滤波模块106充电的时间，因此在输入电压周期下，输入电流直接为用电设备供电时间得以延长，进而能够有效地减少因输出电流和输入电压相位不同导致的谐波，进而满足大功率充电设备对谐波抑制的需求。

应用了本申请提供的实施例，通过设置与第一滤波模块106串联的第一开关器件108，根据整流后的充电信号的电压值控制第一开关器件108闭合或断开，从而减少了第一滤波模块106作用的时间，使得本申请实施例的充电装置100可以在不设置功率因数控制模块110的情况下，满足大功率充电装置100对谐波抑制的需求，因此能够有效的降低充电装置100的体积和成本，有利于充电装置100的小型化、轻量化和平价化，提高“快充”类充电产品的竞争力。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，充电装置100还包括：第二滤波模块112，第二滤波模块112的第一段与第一滤波模块106的第一端相连接，第二滤波模块112的第二端接地。

在本申请实施例中，充电装置100还包括第二滤波模块112，第二滤波模块112的第一端与整流模块102的输出端相连接，第二滤波模块112的第二端接地，从而第二滤波模块112与第一滤波模块106并联。在充电设备根据整流模块102输出的充电信号的电压值调整第一开关器件108切换闭合或断开时，电路中的电压变化会收到第二滤波模块112的钳位限制，从而避免在切除/连接第一滤波模块106时，电路中的电压产生激变导致过电压或过电流，能够有效地保护充电装置100中各部件，尤其是控制模块110等精密部件的工作稳定。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，充电装置100还包括：

驱动模块114，与控制模块110和第一开关器件108相连接，驱动模块114用于根据控制模块110的控制信号驱动第一开关器件108断开或闭合；

在本申请实施例中，充电装置100包括驱动模块114，驱动模块114能够响应来自控制模块110的控制指令，根据控制指令生成对应的驱动信号，从而驱动第一开关器件108改变导通状态。其中，第一开关器件108为可控开关器件，第一开关器件108能够根据驱动信号改变状态，驱动信号包括闭合驱动信号和断开驱动信号，分别对应闭合第一开关器件108和断开第一开关器件108。

在本申请的一些实施例中，控制模块110还用于：在电压值大于预设的第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件108断开，在电压值小于或等于第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件108闭合。

在本申请实施例中，如果采样模块104采集到的充电信号的电压值大于预设的第一电压阈值，则控制模块110生成对应的断开控制信号，控制驱动模块114生成断开驱动信号，驱动第一开关器件108断开，此时第一滤波模块106从电路中切除，既不充电也不放电。

相应的，如果采集模块采集到的充电信号的电压值小于或等于第一电压阈值，则控制模块110生成对应的闭合控制信号，控制驱动模块114生成闭合驱动信号，驱动第一开关器件108闭合，此时第一滤波模块106接入电路，在电压下降阶段，若电压值低于第一滤波模块106的电压值，则第一滤波模块106放电补偿，在电压上升阶段，若电压值高于第一滤波模块106的电压值，则第一滤波模块106充电。

具体地，如图1所示的实施例中，在市电处于下降阶段时，滤波模块输出的充电信号的电压值也同步降低。采样模块104实时检测点HVDC(图1)的电压值，并同步传递至控制模块110。控制模块110通过对比该电压值与预设的第一电压阈值，从而控释驱动模块114调整第一开关器件108的开闭状态。

具体地，步骤一：电源开机时，电能通过第三滤波模块116后，得到较为干净的电能，并经过整流模块102的整流后，得到直流的充电信号，并到达点HVDC。

HVDC点的电能包括两部分，其中第一部分电能给到控制模块110，同时给第一驱动模块114供电。

第二部分电能给第二滤波模块112，由于第二滤波模块112具有储能滤波功能，因此在第一开关器件108的开关过程中，电路中的电压变化会受到第二滤波模块112的钳位，因此变化幅度小，能够保证控制模块110的稳定。

步骤二：当HVDC点的电压低于预设的第一电压阈值V32，其中第一电压阈值V32的大小可以根据第一滤波模块106和对谐波的要求设定，其设置范围可以是65V至200V，如设置为120V。如果HVDC点的电压低于预设的第一电压阈值V32，则第一开关器件108闭合。

之后，第一部分电能流到控制模块110后，部分电能流过采样模块104，另一部分电能流到驱动模块1143，给第一驱动模块114供电。

采样模块104采样流经其的部分电能的电压的值V31，把V31信号传输到控制模块110，控制模块110根据V31确定充电信号的电压值。

进一步地，控制模块110对比充电信号的电压值和预设的第一电压阈值V32，如果采样值V31小于预设值V32，则控制驱动模块114输出导通信号，使开关模块闭合。反之，如果采样的值V31大于预设值V32，则控制驱动模块114输出关断信号，使开关模块断开。

通过调整比较预设值V32和采样值V31的大小来控制第一滤波模块106的导通和断开，进而改变谐波，可以显著延长输入电流的供电时间，明显地的改善电流谐波。

图2示出了根据本申请实施例的电压曲线和供电电流曲线的对比图，如图2所示，应用了本申请实施例后，电压曲线和电流曲线的变化由A部分改善为B部分。

在本申请的一些实施例中，图3示出了根据本申请实施例的充电装置100的结构示意图之二，如图3所示，充电装置100还包括：

第四滤波模块118，第四滤波模块118的第一端与整流模块102的输出端相连接；

第五滤波模块120，与第四滤波模块118相串联，第五滤波模块120的第一端与第四滤波模块118的第二端相连接，第五滤波模块120的第二端接地；

在本申请的一些实施例中，如图3所示，充电装置100还包括：

第二开关器件122，第二开关器件122的第一端与整流模块102的输出端相连接，第二开关器件122的第二端与第五滤波模块120的第一端相连接；

第三开关器件124，第三开关器件124的第一端与第四滤波模块118的第二端相连接，第三开关器件124的第二端接地。

在本申请实施例中，充电装置100还包括第四滤波模块118和第五滤波模块120，通过第四滤波模块118和第五滤波模块120进一步地对谐波进行抑制。具体地，当电压值较大时，如电压信号的上升阶段，第四滤波模块118和第五滤波模块120串联充电。而当电压值较低，如电压信号的下降阶段，第四滤波模块118和第五滤波模块120能够同时放电。

充电装置100还包括第二开关器件122和第三开关器件124，第二开关器件122分别连接整流模块102的输出端和第四开关器件126的第二端，第三开关器件124分别连接第四开关器件126的第一端和地。

其中，在第二开关器件122和第三开关断开时，第四滤波模块118和第五滤波模块120相串联，此时第四滤波模块118和第五滤波可进行串联充电。在第二开关器件122和第三开关器件124闭合时，第四滤波模块118和第五滤波模块120相并联，此时第四滤波模块118和第五滤波可进行并联放电。

由于设置了第四滤波模块118和第五滤波模块120，使得本申请提供的充电装置100能够在电压较大时，同步增加电流，进而使得充电装置100的功率因(Power Factor，PF)数更高，并且能够对电路中的谐波实现更好的抑制效果。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，充电装置100还包括：

第四开关器件126，与第四滤波模块118和第五滤波模块120相串联，第四开关器件126位于第二开关器件122的第二端和第三开关器件124的第一端之间。

在本申请实施例中，充电装置100还包括第四开关器件126，第四开关器件126与第四滤波模块118和第五滤波模块120相串联，当第四开关器件126闭合，第二开关器件122和第三开关断开时，第四滤波模块118和第五滤波模块120相串联，此时第四滤波模块118和第五滤波可进行串联充电。当第四开关器件126断开，第二开关器件122和第三开关器件124闭合时，第四滤波模块118和第五滤波模块120相并联，此时第四滤波模块118和第五滤波可进行并联放电。

在本申请的一些实施例中，控制模块110还用于：

在电压值提升至大于或等于第二电压阈值的情况下，控制第四开关器件126闭合，并控制第二开关器件122和第三开关器件124断开；

在电压值降低至小于或等于预设的第三电压阈值的情况下，并控制第二开关器件122、第三开关器件124和第四开关器件126断开；

在电压值降低至小于或等于第四电压阈值的情况下，控制第四开关器件126断开，并控制第二开关器件122和第三开关器件124闭合；

其中，根据第四滤波模块118和第五滤波模块120的电压的和确定第二电压阈值，第三电压阈值大于第一电压阈值，且第三电压阈值小于第二电压阈值，第四电压阈值为第三电压阈值的一半，且第四电压阈值小于第一电压阈值。

在本申请实施例中，控制模块110实时检测采样模块104获取的充电信号的电压值，如果电压值大于或等于第二电压阈值，则生成对应的控制指令，控制第四开关器件126闭合，同时控制第二开关器件122和第三开关器件124断开。此时第四滤波模块118和第五滤波模块120串联充电。其中，第二电压阈值VC1根据第四滤波模块118和第五滤波模块120的电压的和来确定，也即整流模块102输出的充电信号的电压大于串联后的第四滤波模块118和第五滤波模块120的总电压。

能够理解的是，如果整流模块102输出的充电信号的电压小于串联后的第四滤波模块118和第五滤波模块120的总电压，将无法为第四滤波模块118和第五滤波模块120充电。

进一步地，如果在输入信号的下降阶段，电压值降低到第三电压阈值以下，则控制第二开关器件122、第三开关器件124和第四开关器件126均断开，此时第四滤波模块118和第五滤波模块120从充电装置100的电路中切除，既不充电也不放电，因此在该阶段中，第四滤波模块118和第五滤波模块120对充电装置100不产生影响。其中，第三电压阈值VC2为预设值，在一些实施方式中，可选地，VC2＞VC1，且VC2＜2VC1。

更进一步地，如果输入信号继续下降，电压值降低到第四电压阈值时，则控制第二开关器件122和第三开关器件124闭合，并控制第四开关器件126保持断开，此时第四滤波模块118和第五滤波模块120并联放电。其中，第四电压阈值等于第三电压阈值VC2的一半，即1/2VC2。能够理解的是，第三电压阈值大于第一电压阈值，第四电压阈值小于第一电压阈值，因此，在该阶段内，第一滤波模块106、第四滤波模块118和第五滤波模块120同时放电。

具体地，在图3所示的实施例中，本申请实施例在图1所示实施例的基础上，增加了第四滤波模块118和第五滤波模块120，第四滤波模块118和第五滤波模块120串联充电，并联放电。

具体地，控制步骤如下：

步骤一：电源开机时，电能通过第三滤波模块116后，得到较为干净的电能，并经过整流模块102的整流后，得到直流的充电信号，并到达点HVDC。

HVDC点的电能包括两部分，其中第一部分电能给到控制模块110，同时给第一驱动模块114供电。

第二部分电能给第二滤波模块112，由于第二滤波模块112具有储能滤波功能，因此在第一开关器件108的开关过程中，电路中的电压变化会受到第二滤波模块112的钳位，因此变化幅度小，能够保证控制模块110的稳定。

步骤二，在t1时刻，电网输入的电压值较小，因此整流模块102输出的电压Vin也较小，此时控制模块110控制第一开关器件108导通，使得第一滤波模块106存储能量。

到了t2时刻，电网输入的电压增高，Vin达到了预设的第一电压阈值Vm后，控制模块110控制第一开关器件108断开，使得第一滤波模块106不工作。其中，本实施例中Vm的大小可以根据充电设备的具体设计，在100V至200V的范围内设置。

在t2-t3阶段，充电设备直接通过输入交流电(市电)向用电设备供电。

到了t3时刻，Vin的值达到VC1，则第四滤波模块118和第五滤波模块120串联充电，其中，VC1由第四滤波模块118的电压值和第五滤波模块120的电压值的和确定。

到了t4时刻，Vin的值由最大值逐渐减小到VC2，则第四滤波模块118和第五滤波模块120停止充电。

在t4-t5阶段，充电设备直接通过输入交流电(市电)向用电设备供电。

到了t5时刻，Vin开始小于Vm，此时第一开关器件108闭合，第一滤波模块106开始放电。

在t5-t6阶段，充电设备通过第一滤波模块106向用电设备供电。

到了t6时刻，Vin降低至小于VC2的一半，此时第四滤波模块118和第五滤波模块120开始放电。此时，充电设备通过第一滤波模块106、第四滤波模块118和第五滤波模块120同时向用电设备供电。

本申请实施例在图1所示实施例的基础上增加了第四滤波模块118和第五滤波模块120，因此在电压较大时增加了电流，PF值更高，谐波更小。

在本申请的一些实施例中，图4示出了根据本申请实施例的充电装置100的结构示意图之三，如图4所示，充电装置100还包括：

第六滤波模块128，与第一滤波模块106相串联；

第一单向导通元件130，串联于第一滤波模块106和第六滤波模块128之间，第一单向导通元件130在第一滤波模块106到第六滤波模块128的方向上导通；

第二单向导通元件132，第二单向导通元件132的第一端连接于第一滤波模块106和第一单向导通元件130的公共端，第二单向导通元件的第二端接地，第二单向模块在接地端到第一滤波模块106的方向上导通；

第三单向导通元件134，第三单向导通元件134的第一端连接于第一单向导通元件130和第六滤波模块128的公共端，第三单向导通元件134的第二端与整流模块102的输出端相连接，第三单向导通元件在第六滤波模块128到整流模块102的输出端的方向上导通。

在本申请实施例中，充电装置100还包括第六滤波模块128、第一单向导通元件130、第二单向导通元件132和第三单向导通元件134。其中，第六滤波模块128与第一滤波模块106串联连接，第一单向导通元件130串联在第一滤波模块106和第六滤波模块128之间，第二单向导通元件132的输入端接地，第二单向导通元件132的输出端与第一单向导通元件130的输入端相连接，第三单向导通元件134的输入端与第一单向导通元件130的输出端相连接，第三单向导通元件134的输出端与整流模块102的输出端相连接。

其中，第一单向导通元件130、第二单向导通元件132和第三单向导通元件134均可以设置为二极管。

其中，在第一开关器件108闭合时，第六滤波模块128被短接。当第一开关器件108断开时，在由整流模块102输出端到接地端的方向上，第一滤波模块106和第六滤波模块128串联，因此在电压较高时，具体为高于第一滤波模块106和第六滤波模块128的电压的和时，第一滤波模块106和第六滤波模块128串联充电。

当进入电压下降的区间后，随着电压降低，第一滤波模块106和第六滤波模块128会停止充电，并在电压值小于第一电压阈值时，第一开关器件108闭合，此时第一滤波模块106开始放电。当电压继续降低至小于第六滤波模块128的电压后，第六滤波模块128也开始放电。

本申请实施例能够在电压较大时，同步增加电流，进而使得充电装置100的功率因(Power Factor，PF)数更高，并且能够对电路中的谐波实现更好的抑制效果，同时可以设置更少的滤波模块，从而节约成本，并有利于进一步降低充电设备的尺寸。

在图4所示的实施例中，本申请实施例在图1所示实施例的基础上，增加了第六滤波模块128。

具体地，控制步骤如下：

步骤一：电源开机时，电能通过第三滤波模块116后，得到较为干净的电能，并经过整流模块102的整流后，得到直流的充电信号，并到达点HVDC。

HVDC点的电能包括两部分，其中第一部分电能给到控制模块110，同时给第一驱动模块114供电。

第二部分电能给第二滤波模块112，由于第二滤波模块112具有储能滤波功能，因此在第一开关器件108的开关过程中，电路中的电压变化会受到第二滤波模块112的钳位，因此变化幅度小，能够保证控制模块110的稳定。

步骤二，在t1时刻，电压Vin的值较小，控制模块110控制第一开关器件108导通，使得第一滤波模块106012存储能量。

到了t2时刻，电网输入的电压vin的值达到了预设的值Vm，控制模块110控制第一开关器件108断开，使得第一滤波模块106不工作。

在t2-t3阶段，充电设备直接通过输入交流电(市电)向用电设备供电。

到了t3时刻，电压Vin的值达到VC1，第一滤波模块106和第六滤波模块128串联充电。

到了t4时刻，Vin的值到最大值，开始逐步减小，第一滤波模块106和第六滤波模块128停止充电。

在t4-t5阶段，充电设备直接通过输入交流电(市电)向用电设备供电。

到了t5时刻，Vin小于Vm，第一开关器件108导通，第一滤波模块106开始放电。

在t5-t6阶段，充电设备通过第一滤波模块106向用电设备供电。

到了t6时刻，Vin小于VC2的一半，第一滤波模块106和第六滤波模块128同时放电。此时，充电设备通过第一滤波模块106和第六滤波模块128向用电设备供电。

在本申请的一些实施例中，第一单向导通元件130、第二单向导通元件132和第三单向导通元件134为二极管。

在本申请实施例中，第一单向导通元件130、第二单向导通元件132和第三单向导通元件134均设置为二极管，由于二极管的体积小且成本低廉，有利于实现充电装置的小型化和平价化。

在本申请的一些实施例中，充电装置100还包括：

电磁干扰滤波模块116，设置于整流模块102的输入端，用于对电信号进行滤波。

在本申请实施例中，充电装置100还包括电磁干扰滤波模块116，通过设置电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)滤波模块116，能够进一步滤除电网中的杂波，降低电磁干扰，提高信号采样的准确率。

在本申请的一些实施例中，提供了一种充电控制方法，用于控制如上述任一实施例中提供的充电装置，图5示出了根据本申请实施例的充电控制方法的流程图，如图5所示，方法包括：

步骤502，采集整流模块输出的充电信号，以确定充电信号的电压值；

步骤504，根据电压值和预设的电压阈值，控制第一开关器件闭合或断开。

在本申请实施例中，通过采样模块实时采样滤波模块输出的充电信号的电压，并根据该电压调整第一开关器件的开闭，也即控制第一滤波模块是否进行充、放电。具体地，当检测到的电压低于电压阈值时，控制第一开关器件闭合，此时第一滤波模块根据实际电压进行充电或放电，其中，在输入波形为上升阶段，即电压升高阶段时，第一滤波模块为充电状态，在输入波形为下降阶段，即电压降低时，第一滤波模块为放电阶段。

当在电压值高于电压阈值时，则控制第一开关器件断开，此时第一滤波模块不工作，因此相当于降低了第一滤波模块的总工作时长，使得第一滤波模块的工作时长能够限制在设定的范围内，也即减少了输入电流为第一滤波模块充电的时间，因此在输入电压周期下，输入电流直接为用电设备供电时间得以延长，进而能够有效地减少因输出电流和输入电压相位不同导致的谐波，进而满足大功率充电设备对谐波抑制的需求。

应用了本申请提供的实施例，通过设置与第一滤波模块串联的第一开关器件，根据整流后的充电信号的电压值控制第一开关器件闭合或断开，从而减少了第一滤波模块作用的时间，使得本申请实施例的充电装置可以在不设置功率因数控制模块的情况下，满足大功率充电装置对谐波抑制的需求，因此能够有效的降低充电装置的体积和成本，有利于充电装置的小型化、轻量化和平价化，提高“快充”类充电产品的竞争力。

在本申请的一些实施例中，根据电压值和预设的电压阈值，控制第一开关器件闭合或断开，包括：

在电压值大于预设的第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件断开；

在电压值小于或等于第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件闭合。

在本申请的一些实施例中，如果采样模块采集到的充电信号的电压值大于预设的第一电压阈值，则控制模块生成对应的断开控制信号，控制驱动模块生成断开驱动信号，驱动第一开关器件断开，此时第一滤波模块从电路中切除，既不充电也不放电。

相应的，如果采集模块采集到的充电信号的电压值小于或等于第一电压阈值，则控制模块生成对应的闭合控制信号，控制驱动模块生成闭合驱动信号，驱动第一开关器件闭合，此时第一滤波模块接入电路，在电压下降阶段，若电压值低于第一滤波模块的电压值，则第一滤波模块放电补偿，在电压上升阶段，若电压值高于第一滤波模块的电压值，则第一滤波模块充电。本申请实施例能够改变谐波，并可以显著延长输入电流的供电时间，明显地的改善电流谐波。

在本申请的一些实施例中，在充电装置包括第四滤波模块、第五滤波模块、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件的情况下，方法还包括：

在电压值提升至大于或等于第二电压阈值的情况下，控制第四开关器件闭合，并控制第二开关器件和第三开关器件断开；

在电压值降低至小于或等于预设的第三电压阈值的情况下，并控制第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件断开；

在电压值降低至小于或等于第四电压阈值的情况下，控制第四开关器件断开，并控制第二开关器件和第三开关器件闭合；

其中，根据第四滤波模块和第五滤波模块的额定电压的和确定第二电压阈值，第三电压阈值小于第二电压阈值，且第四电压阈值为第三电压阈值的一半。

在本申请实施例中，控制模块实时检测采样模块获取的充电信号的电压值，如果电压值大于或等于第二电压阈值，则生成对应的控制指令，控制第四开关器件闭合，同时控制第二开关器件和第三开关器件断开。此时第四滤波模块和第五滤波模块串联充电。其中，第二电压阈值VC1根据第四滤波模块和第五滤波模块的电压的和来确定，也即整流模块输出的充电信号的电压大于串联后的第四滤波模块和第五滤波模块的总电压。

能够理解的是，如果整流模块输出的充电信号的电压小于串联后的第四滤波模块和第五滤波模块的总电压，将无法为第四滤波模块和第五滤波模块充电。

进一步地，如果在输入信号的下降阶段，电压值降低到第三电压阈值以下，则控制第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件均断开，此时第四滤波模块和第五滤波模块从充电装置的电路中切除，既不充电也不放电，因此在该阶段中，第四滤波模块和第五滤波模块对充电装置不产生影响。其中，第三电压阈值VC2为预设值，在一些实施方式中，可选地，VC2＞VC1，且VC2＜2VC1。

更进一步地，如果输入信号继续下降，电压值降低到第四电压阈值时，则控制第二开关器件和所述第三开关器件闭合，并控制第四开关器件保持断开，此时第四滤波模块和第五滤波模块并联放电。其中，第四电压阈值等于第三电压阈值VC2的一半，即1/2VC2。能够理解的是，第三电压阈值大于第一电压阈值，第四电压阈值小于第一电压阈值，因此，在该阶段内，第一滤波模块、第四滤波模块和第五滤波模块同时放电。

本申请实施例在图1所示实施例的基础上增加了第四滤波模块和第五滤波模块，因此在电压较大时增加了电流，PF值更高，谐波更小。

在本申请的一些实施例中，提供了一种充电控制装置，用于控制如上述任一实施例中的充电装置，图6示出了根据本申请实施例的充电控制装置的结构框图，如图6所示，充电控制装置600包括：

采集单元602，用于采集整流模块输出的充电信号，以确定充电信号的电压值；

控制单元604，用于根据电压值和预设的电压阈值，控制第一开关器件闭合或断开。

在本申请实施例中，通过采样模块实时采样滤波模块输出的充电信号的电压，并根据该电压调整第一开关器件的开闭，也即控制第一滤波模块是否进行充、放电。具体地，当检测到的电压低于电压阈值时，控制第一开关器件闭合，此时第一滤波模块根据实际电压进行充电或放电，其中，在输入波形为上升阶段，即电压升高阶段时，第一滤波模块为充电状态，在输入波形为下降阶段，即电压降低时，第一滤波模块为放电阶段。

当在电压值高于电压阈值时，则控制第一开关器件断开，此时第一滤波模块不工作，因此相当于降低了第一滤波模块的总工作时长，使得第一滤波模块的工作时长能够限制在设定的范围内，也即减少了输入电流为第一滤波模块充电的时间，因此在输入电压周期下，输入电流直接为用电设备供电时间得以延长，进而能够有效地减少因输出电流和输入电压相位不同导致的谐波，进而满足大功率充电设备对谐波抑制的需求。

应用了本申请提供的实施例，通过设置与第一滤波模块串联的第一开关器件，根据整流后的充电信号的电压值控制第一开关器件闭合或断开，从而减少了第一滤波模块作用的时间，使得本申请实施例的充电装置可以在不设置功率因数控制模块的情况下，满足大功率充电装置对谐波抑制的需求，因此能够有效的降低充电装置的体积和成本，有利于充电装置的小型化、轻量化和平价化，提高“快充”类充电产品的竞争力。

在本申请的一些实施例中，控制单元604具体用于：

在电压值大于预设的第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件断开；

在电压值小于或等于第一电压阈值的情况下，控制第一开关器件闭合。

在本申请的一些实施例中，如果采样模块采集到的充电信号的电压值大于预设的第一电压阈值，则控制模块生成对应的断开控制信号，控制驱动模块生成断开驱动信号，驱动第一开关器件断开，此时第一滤波模块从电路中切除，既不充电也不放电。

相应的，如果采集模块采集到的充电信号的电压值小于或等于第一电压阈值，则控制模块生成对应的闭合控制信号，控制驱动模块生成闭合驱动信号，驱动第一开关器件闭合，此时第一滤波模块接入电路，在电压下降阶段，若电压值低于第一滤波模块的电压值，则第一滤波模块放电补偿，在电压上升阶段，若电压值高于第一滤波模块的电压值，则第一滤波模块充电。本申请实施例能够改变谐波，并可以显著延长输入电流的供电时间，明显地的改善电流谐波。

在本申请的一些实施例中，在充电装置包括第四滤波模块、第五滤波模块、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件的情况下，控制单元604还用于：

在电压值提升至大于或等于第二电压阈值的情况下，控制第四开关器件闭合，并控制第二开关器件和第三开关器件断开；

在电压值降低至小于或等于预设的第三电压阈值的情况下，并控制第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件断开；

在电压值降低至小于或等于第四电压阈值的情况下，控制第四开关器件断开，并控制第二开关器件和第三开关器件闭合；

其中，根据第四滤波模块和第五滤波模块的额定电压的和确定第二电压阈值，第三电压阈值小于第二电压阈值，且第四电压阈值为第三电压阈值的一半。

在本申请实施例中，控制模块实时检测采样模块获取的充电信号的电压值，如果电压值大于或等于第二电压阈值，则生成对应的控制指令，控制第四开关器件闭合，同时控制第二开关器件和第三开关器件断开。此时第四滤波模块和第五滤波模块串联充电。其中，第二电压阈值VC1根据第四滤波模块和第五滤波模块的电压的和来确定，也即整流模块输出的充电信号的电压大于串联后的第四滤波模块和第五滤波模块的总电压。

能够理解的是，如果整流模块输出的充电信号的电压小于串联后的第四滤波模块和第五滤波模块的总电压，将无法为第四滤波模块和第五滤波模块充电。

进一步地，如果在输入信号的下降阶段，电压值降低到第三电压阈值以下，则控制第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件均断开，此时第四滤波模块和第五滤波模块从充电装置的电路中切除，既不充电也不放电，因此在该阶段中，第四滤波模块和第五滤波模块对充电装置不产生影响。其中，第三电压阈值VC2为预设值，在一些实施方式中，可选地，VC2＞VC1，且VC2＜2VC1。

更进一步地，如果输入信号继续下降，电压值降低到第四电压阈值时，则控制第二开关器件和所述第三开关器件闭合，并控制第四开关器件保持断开，此时第四滤波模块和第五滤波模块并联放电。其中，第四电压阈值等于第三电压阈值VC2的一半，即1/2VC2。能够理解的是，第三电压阈值大于第一电压阈值，第四电压阈值小于第一电压阈值，因此，在该阶段内，第一滤波模块、第四滤波模块和第五滤波模块同时放电。

本申请实施例在图1所示实施例的基础上增加了第四滤波模块和第五滤波模块，因此在电压较大时增加了电流，PF值更高，谐波更小。

在本申请的一些实施例中，提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现如上述任一实施例中提供的充电控制方法的步骤，因此，该可读存储介质也包括如上述任一实施例中提供的充电控制方法的全部有益效果，为避免重复，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：

整流模块，用于对接入的电信号进行整流，得到整流后的充电信号；

采样模块，与所述整流模块的输出端相连接，用于采集所述充电信号的电压值；

第一滤波模块，所述第一滤波模块的第一端与所述整流模块的输出端相连接；

第一开关器件，与所述第一滤波模块相连接，所述第一滤波模块通过所述第一开关器件串联接地；

控制模块，与所述采样模块和所述第一开关器件相连接，所述控制模块用于根据所述电压值控制所述第一开关器件工作。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：

第二滤波模块，所述第二滤波模块的第一端与所述第一滤波模块的第一端相连接，所述第二滤波模块的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：

驱动模块，与所述控制模块和所述第一开关器件相连接，所述驱动模块用于根据所述控制模块的控制信号驱动所述第一开关器件断开或闭合。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还用于：

在所述电压值大于预设的第一电压阈值的情况下，控制所述第一开关器件断开，在所述电压值小于或等于所述第一电压阈值的情况下，控制所述第一开关器件闭合。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，还包括：

第四滤波模块，所述第四滤波模块的第一端与所述整流模块的输出端相连接；

第五滤波模块，与所述第四滤波模块相串联，所述第五滤波模块的第一端与所述第四滤波模块的第二端相连接，所述第五滤波模块的第二端接地；

第二开关器件，所述第二开关器件的第一端与所述整流模块的输出端相连接，所述第二开关器件的第二端与所述第五滤波模块的第一端相连接；

第三开关器件，所述第三开关器件的第一端与所述第四滤波模块的第二端相连接，所述第三开关器件的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，还包括：

第四开关器件，与所述第四滤波模块和所述第五滤波模块相串联，所述第四开关器件位于所述第二开关器件的第二端和所述第三开关器件的第一端之间。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还用于：

在所述电压值提升至大于或等于第二电压阈值的情况下，控制所述第四开关器件闭合，并控制所述第二开关器件和所述第三开关器件断开；

在所述电压值降低至小于或等于预设的第三电压阈值的情况下，并控制所述第二开关器件、所述第三开关器件和所述第四开关器件断开；

在所述电压值降低至小于或等于第四电压阈值的情况下，控制所述第四开关器件断开，并控制所述第二开关器件和所述第三开关器件闭合；

其中，根据所述第四滤波模块和所述第五滤波模块的电压确定所述第二电压阈值，所述第三电压阈值大于所述第一电压阈值，且所述第三电压阈值小于所述第二电压阈值，所述第四电压阈值为所述第三电压阈值的一半，且所述第四电压阈值小于所述第一电压阈值。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的充电装置，其特征在于，还包括：

第六滤波模块，与所述第一滤波模块相串联；

第一单向导通元件，串联于所述第一滤波模块和所述第六滤波模块之间，所述第一单向导通元件在所述第一滤波模块到所述第六滤波模块的方向上导通；

第二单向导通元件，所述第二单向导通元件的第一端连接于所述第一滤波模块和所述第一单向导通元件的公共端，所述第二单向导通元件的第二端接地，所述第二单向模块在接地端到所述第一滤波模块的方向上导通；

第三单向导通元件，所述第三单向导通元件的第一端连接于所述第一单向导通元件和所述第六滤波模块的公共端，所述第三单向导通元件的第二端与所述整流模块的输出端相连接，所述第三单向导通元件在所述第六滤波模块到所述整流模块的输出端的方向上导通。

9.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述第一单向导通元件、所述第二单向导通元件和所述第三单向导通元件为二极管。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的充电装置，其特征在于，还包括：

电磁干扰滤波模块，设置于所述整流模块的输入端，用于对所述电信号进行滤波。

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